Wärmeschaukel für mehr Energieeffizienz

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Robert Bitzer, Senior Consultant and Dairy Industry Expert at Foodfab

29.11.2023, Lesezeit: 3 Minute(n)

Als energieeffiziente Maßnahme gewinnt die Wärmeschaukel im Lebensmittelsektor immer mehr Bedeutung.

Die Herausforderungen der Lebensmittelindustrie
Die Bedeutung der Lebensmittelindustrie für die tägliche Grundversorgung unserer Gesellschaft ist enorm. Dementsprechend hoch sind auch die Anforderungen an die Produzenten. So berechtigt diese Ansprüche auch sind, so herausfordernd gestalten sie sich. Wir verlangen einerseits qualitativ hochwertige Lebensmittel, die sicher und hygienisch verarbeitet sind. Und andererseits sollen diese für uns leist- und stets verfügbar sein. Dieses Spannungsfeld ökonomischer und ökologischer Faktoren bekommt nun durch hohe Energiepreise und knappe Ressourcen ein zusätzliches Momentum und macht ein Um- bzw. Weiterdenken in der Lebensmittelindustrie notwendig.

Die Energieeffizienz in der Lebensmittelindustrie ist auch ein gesellschaftliches Thema. Weil es um unsere Grundversorgung und unseren Planeten geht.

Strategien für zukunftsfähige Lebensmittelbetriebe
Auf der einen Seite ein enormer gesellschaftlicher Bedarf – auf der anderen ein enormer Energieverbrauch. Wie kann hier eine nachhaltige Lösung gefunden werden? Bei der Planung von Betrieben für die Lebensmittelproduktion ist es entscheidend, den Kernprozess der betreffenden Branche genau zu verstehen und auf dem neuesten Stand der Technik zu sein. Unser Know-how bei Foodfab in der integralen Prozessplanung geht mit der Integralen Planung von ATP architekten ingenieure Hand in Hand. Damit konzipieren und planen wir Lebensmittelbetriebe, die nachhaltig, wirtschaftlich erfolgreich und damit zukunftsfähig sind. In unserer Planungsarbeit für die Milchwaren-Industrie hat sich die Wärmeschaukel wiederholt als eine effiziente Strategie zur Wärmerückgewinnung herausgestellt. Sowohl um den Energiebedarf zu decken, als auch um diese im Hinblick auf den Klimaschutz einzusparen. Der Bonus der Kostenersparnis ist extra zu unterstreichen, denn dieser kommt letztendlich den Endverbraucher:innen zu Gute.

Das Prinzip der Wärmeschaukel hilft nicht nur dabei Ressourcen zu sparen, sondern mit diesen intelligent umzugehen.

Das Prinzip der Wärmeschaukel
Wärmeschaukeln funktionieren nach dem Prinzip der Wärmeübertragung, um thermische Energie einzusparen. Vereinfacht ausgedrückt: Wärmeschaukeln machen es möglich, dass die beim jeweiligen Prozess erzeugte Energie in einem Betrieb wiederholt zur Anwendung kommt. Bei einer Molkerei zum Beispiel werden dabei Wärmequellen über einen Speicher mit Wärmesenken verbunden. Es handelt sich bei diesem Speicher um einen großen, mit Wasser gefüllten Tank. Er dient der zeitlichen Überbrückung zwischen Anfall und Abwärme der jeweils benötigten Wärme, wobei das Wasser das Trägermedium der Wärme ist. Aufgrund der natürlichen Dichte befindet sich das kalte Wasser im Tank unten und das warme oben.

Bleiben wir beim Beispiel der Molkerei, die besonders energieintensiv ist. Denn es gibt in der Herstellung von Milchprodukten – wie zum Beispiel Käse – unterschiedliche Erwärmungs- und Kühlungsverfahren, die jede Menge Energie erfordern. Für den Käsungsprozess wird die benötigte Milch mit dem warmen, also oberen Wasser aus dem Schaukeltank auf die jeweils erforderliche Temperatur erwärmt. Aufgrund der Energieübertragung kühlt sich das Schaukelwasser dabei ab. Dieses wird anschließend in den unteren Teil des Tanks zurückgepumpt. Bei diesem Prozess müssen absolut laminare Strömungen herrschen, damit sich das warme und kalte Wasser nicht vermischen. Dieses kalte Wasser im Schaukeltank dient anschließend zur Kühlung der Molke, die beim Käsungsprozess entstanden ist. Dieser Prozess erwärmt das Schaukelwasser erneut, das wiederum in den oberen Bereich des Tanks zugeführt wird. Und wir fangen von vorne an, denn wir befinden uns wieder beim Erwärmen der Käsereimilch. Der Kreislauf ist geschlossen.

Das Beispiel verdeutlicht, wie mit den natürlichen Prozessen von Wasser und Energie gearbeitet werden kann, um eine durchdachte, ja fast einfache Lösung mit großer Wirkung zu erzielen. Ein weiteres Wärmerückgewinnungssystem ergibt sich zum Beispiel aus Reinigungsprozessen. Dabei werden heiße Abwässer aus den unterschiedlichen Reinigungsprozessen innerhalb einer Molkerei aufgefangen, um deren Wärmeenergie für das Erhitzen von Spülwasser zu nutzen. Durch die Spülung mit dem warmen Spülwasser kann z. B. der Edelstahltank für die anschließende Reinigung auf ein bestimmtes Temperaturniveau gebracht werden. Das bedeutet, dass mit der Lauge nur noch jenes Temperaturdelta bewältigt werden muss, das es für die notwendige Reinigungstemperatur zu erreichen gilt. So können 30 – 50 % der erforderlichen Heizenergie eingespart werden. Wir sprechen hier von einer enormen Energie-Einsparung in einer Industrie, die produktionsbedingt riesige Mengen davon verschlingt. Und das ist nur ein Bestandteil von vielen weiteren Energieschrauben, an denen wir drehen können, damit wir den ATP Green Deal nicht nur einhalten, sondern laufend perfektionieren können. Auf diese Weise ist der Lebensmittelsektor in der Lage, den benötigten Bedarf abzudecken, ohne dass die Umwelt darunter leiden muss. Und das ist das Ziel, das wir als Consultants bei foodfab mit den Akteur:innen der Lebensmittelindustrie im Dialog intensiv verfolgen.

 

Integrale Prozessplanung mit foodfab. © ATP/Becker
Integrale Prozessplanung mit foodfab. © ATP/Becker
Energieeffiziente Lösungen im Lebensmittelbetrieb. © ATP/Becker
Energieeffiziente Lösungen im Lebensmittelbetrieb. © ATP/Becker

Robert Bitzer ist Senior Consultant und Experte für Milchwirtschaft bei foodfab. Er studierte an der Staatlichen Fachschule für Milchwirtschaft und Molkereiwesen in Kempten. Nach seinem Abschluss als staatlich geprüfter Wirtschafter für Milchwirtschaft und Molkereiwesen und Molkereimeister arbeitete er in verschiedenen Betrieben zunächst als Molkereifachmann, dann als Molkereimeister und Produktionsleiter und später als Geschäftsführer, bevor er zu foodfab gewechselt ist. Während seinen beruflichen Stationen war er u. a. für die Projektleitung für Planung, Bau und Inbetriebnahme von CIP-Prozess- und Abfüllanlagen, Einführung der SAP-Module sowie für Masterplanungen in der Milch-, Feinkost- und Zuckerindustrie verantwortlich. Als Teil des Netzwerkes von ATP architekten ingenieure übersetzt foodfab betriebs- und bautechnische Maßnahmen in smarte, wirtschaftlich erfolgreiche und krisensichere Produktionsstätte.

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